MANUAL FISIOLOGIA DE VUELO-CURSOS BASICOS (2007)

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CONCEPTOS BÁSICOS DE
FISIOLOGÍA DE AVIACIÓN
EDICIÓN 2004
FUERZA AÉREA DE CHILE
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 2 
Fuerza Aérea de Chile - Centro de Medicina Aeroespacial
TABLA DE CONTENIDOS
TABLA DE CONTENIDOS......................................................................................................2
NOTAS DEL EDITOR..............................................................................................................3
ATMOSFERA Y LEYES DE LOS GASES ..............................................................................4
FISIOLOGIA DE LA CIRCULACION Y RESPIRACION..........................................................9
HIPOXIA................................................................................................................................13
HIPERVENTILACION............................................................................................................18
EQUIPOS DE OXIGENO.......................................................................................................20
DESCOMPRESION RAPIDA DE AERONAVES...................................................................26
DISBARISMOS......................................................................................................................30
DESORIENTACION ESPACIAL............................................................................................37
FACTOR HUMANO – CONCIENCIA SITUACIONAL ...........................................................45
FATIGA Y STRESS...............................................................................................................49
FUERZAS ACELERATIVAS - G LOC.................................................................................54
PROTECCION DE COLUMNA..............................................................................................58
EXPOSICION A RUIDO Y VIBRACIONES EN AVIACION ...................................................62
VISION NOCTURNA NO ASISTIDA EN AVIACION .............................................................67
ODONTOLOGIA EN AVIACION............................................................................................73
NUTRICION EN AVIACION...................................................................................................77
PSICOLOGIA EN AVIACIÓN ................................................................................................81
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 3 
Fuerza Aérea de Chile - Centro de Medicina Aeroespacial
NOTAS DEL EDITOR
La Fuerza Aérea de Chile, como Institución permanente del Estado y rectora en materias de aviación, ha
demostrado siempre un extraordinario afán por fomentar y consolidar las capacidades aéreas del país, como
asimismo, colaborar con la seguridad y bienestar de sus habitantes. Teniendo este horizonte, desea compartir
con la comunidad aeronáutica civil o militar, algunos conocimientos del área de la Salud, de gran injerencia en
las actividades aeronáuticas.
El Centro de Medicina Aeroespacial, como Unidad ejecutiva de la División de Sanidad, tiene el agrado de
entregar la presente publicación, en su versión revisada 2004, introductoria de algunos conceptos fisiológicos
que se aplican en el vuelo, con el objeto de aportar los conocimientos necesarios para despertar la inquietud de
aquellos involucrados en actividades aéreas, para conocer y entender las limitaciones y manifestaciones que
tiene el “Factor Humano” en el ambiente aéreo, inserto en el contexto general de la Seguridad Aeroespacial
Nacional.
El Editor que suscribe agradece el esfuerzo desplegado y en especial a los profesionales que han colaborado
con los capítulos y aquellos anónimos encargados de la compaginación, graficación y edición, como asimismo,
a nombre de la Institución y la Unidad que representa, saluda a las Tripulaciones Aéreas esperando que este
pequeño aporte les permita volar más alto y más seguros.
 C.D.A.(S) CHARLES CUNLIFFE CHECURA
 Centro de Medicina Aeroespacial
 DIRECTOR
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 4 
Fuerza Aérea de Chile - Centro de Medicina Aeroespacial
ATMOSFERA Y LEYES DE LOS GASES
C.D.G.(S) Luis Gustavo HEIN Molina
I. INTRODUCCION
Desde tiempos remotos el organismo humano ha sido comparado con una máquina perfecta, no obstante, es
necesario resaltar que este organismo se encuentra diseñado para desenvolverse bajo ciertas condiciones,
como lo son entre otras, la posición bípeda y sometido a cierto rango de presión atmosférica, concentración de
oxígeno, aceleración, etc.; condiciones que el avance tecnológico y en especial la aviación no han respetado,
por lo cual se han hecho evidentes algunas limitaciones que posee el ser humano bajo ciertas condiciones.
Con el objeto de contribuir a la Seguridad de Vuelo, es necesario conocer, comprender y entrenarse en estas
limitaciones del ser humano, por lo cual resulta indispensable antes que nada, conocer el ambiente y
condiciones en que se desarrolla la aviación, para de esta forma, comprender por qué se producen estas
limitaciones.
II. DEFINICION
Existen múltiples definiciones de atmósfera, todas correctas según los aspectos de ésta que se tomen en
consideración. Para fines prácticos podemos decir que “la atmósfera es una mezcla de moléculas gaseosas
que constituye un envoltorio rodeando a la tierra, sin el cual no sería posible la vida biológica, constituyendo un
escudo protector contra los efectos perjudiciales de la radiación solar y manteniendo una temperatura adecuada
para la vida en los estratos inferiores de este envoltorio gaseoso en contacto con la superficie terrestre".
III. ESTRATIFICACION
Este envoltorio gaseoso puede dividirse en dos grandes zonas a saber: una atmósfera interior que va desde la
superficie terrestre hasta una altura de 430 a 600 millas y una atmósfera exterior o Exosfera, que va desde las
430 - 600 millas de altitud hasta un límite muy impreciso de 1.200 a 35.000 millas de distancia de la superficie
terrestre.
Ambas atmósferas (interior y exterior) se encuentran separadas por una zona en la cual las moléculas
gaseosas en su expansión normal vencen la fuerza de atracción gravitacional y por lo tanto, comienzan su
migración hacia el espacio. Debido a esta característica, esta zona se denomina "Zona de Escape".
Para fines de fisiología del vuelo, interesa conocer especialmente la atmósfera interior, la cual a su vez se
puede estratificar (Figura Nº 1), de acuerdo a ciertas características de ella.
FIG. Nº 1 ESTRATIFICACION ATMOSFERA INTERIOR
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Dado que la actividad aérea habitual se desenvuelve en la Tropósfera o en los estratos bajos de la estratósfera,
desde el punto de vista fisiológico, interesa conocer algunas características de estas zonas.
IV. TROPOSFERA
Características
1. En cuanto a la temperatura,hay un descenso constante de 2ºC por cada 1.000 pies de ascenso que se ha
denominada “Gradiente Térmica Vertical”, hasta un punto en el cual la temperatura no sigue disminuyendo
a pesar del ascenso. Este punto bien preciso, denominado “Tropopausa”, corresponde aproximadamente a
los (-) 55ºC y marca con precisión el límite entre la Tropósfera y la Estratósfera.
2. Las radiaciones solares y en especial los rayos infrarrojos, llegan a la superficie terrestre y rebotan, pero no
se devuelven hacia el espacio, sino que vuelven a rebotar en los estratos inferiores de la atmósfera,
dirigiéndose nuevamente hacia la superficie terrestre, produciendo en la Tropósfera un fenómeno conocido
como “efecto invernadero”, el cual es responsable de las variaciones climáticas que sólo suceden en ésta
capa atmosférica.
3. La Tropósfera es la única capa atmosférica, en la cual hay presencia de vapor de agua.
V. ESTRATOSFERA
La característica más importante de esta capa es que en ella se encuentra una sub-capa, denominada
ozonosfera, cuyas características se señalan a continuación:
Ozonosfera
Características
1. Constituye una sub-capa de la estratósfera, ubicada entre 60.000 a 140.000 pies de altura, que actúa como
filtro de las radiaciones ultravioletas y en especial aquellas de longitud de onda corta, impidiendo que éstas
lleguen a la superficie terrestre, donde producirían un efecto fisiológico tan perjudicial que quizás no per-
mitiría la existencia de vida en la superficie terrestre.
2. La Ozonósfera se forma mediante la ruptura del enlace que une a los dos átomos de la molécula de
oxígeno (O2), y la recombinación anómala de tres átomos de oxígeno, lo que constituye la molécula de
Ozono (O3). Esta reacción química es del tipo exotérmica, es decir libera energía, la cual es responsable del
aumento de temperatura que sucede en los niveles inferiores de la Estratósfera.
VI. IONOSFERA
Características
1. Corresponde a la capa más alejada de la atmófera interior, limitando con la zona de escape. En ella se
produce la ionización de las moléculas gaseosas por efecto de las radiaciones ultravioleta. Esta ionización
produce aumento de temperatura sin efecto térmico por la escasa densidad.
2. Esta capa actúa como reflector de radiaciones electromagnéticas de onda larga, fenómeno utilizado por las
comunicaciones radiales.
VII.VARIACION DE LA TEMPERATURA EN RELACION A LA ALTURA
En Figura Nº 2, se resuma lo que ocurre con la temperatura en relación con la altura. En la tropósfera se
observa el descenso constante de la temperatura en 2ºC por cada 1.000 pies de ascenso, hasta el momento en
que se detiene el descenso de la temperatura (aproximadamente –55ºC) marcando la tropopausa. Esta
temperatura se mantiene constante en los niveles inferiores de la Estratósfera, hasta que comienza a aumentar
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por el efecto exotérmico de la Ozonósfera. Al cesar el efecto de la Ozonósfera, vemos que la temperatura
nuevamente comienza a descender hasta un punto en que vuelve a aumentar. Este último punto marca el límite
entre la Estratósfera y la lonosfera (Estratopausa), siendo la razón de este aumento de temperatura la reacción
exotérmica de la ionización de las moléculas de la atmósfera.
VIII. COMPOSICION GASEOSA DE LA ATMOSFERA
Como se expresó en la definición de atmósfera, ésta es una mezcla de moléculas gaseosas. La cantidad de
elementos gaseosos que constituyen la atmósfera es enorme; basta con mencionar que los gases provenientes
de los organismos biológicos en putrefacción, al igual que los gases provenientes de las chimeneas de las
industrias, forman parte de la atmósfera. Sin embargo, la mayoría de estos gases se encuentran en cantidades
tan pequeñas que para fines prácticos no se consideran.
Por lo expresado en el párrafo precedente y para fines prácticos relacionados con la fisiología de aviación, se
ha considerado que la atmósfera se encuentra formada principalmente por una mezcla de gases como se
señala en la tabla Nº 1. No obstante, dado que en esta distribución no se ha considerado el vapor de agua, se
llama a los porcentajes señalados, como la composición de la atmósfera seca. Es importante señalar que esta
distribución se mantiene constante hasta una altura aproximada de 60 millas.
TABLA Nº 1 COMPOSICION ATMOSFERA SECA
ELEMENTO SIMBOLO %
NITROGENO (N2) 78%
OXIGENO (O2) 21%
OTROS (Gases nobles, CO2, etc.) 1%
100%
IX. FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA MASA ATMOSFERICA
En general hay dos fuerzas que actúan sobre las moléculas gaseosas de la atmósfera que producen una
distribución no homogénea de ésta, en la cual observamos que un 78% de la atmósfera se encuentra en la
tropósfera y el 98% se encuentra bajo los 100.000 pies. Por lo mismo, es fácil comprender que las variaciones
de presión van a ser mayores en los estratos inferiores de la atmósfera. Las fuerzas que actúan son:
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1. RADIACIÓN SOLAR: Su efecto de calentamiento hace que las moléculas gaseosas se encuentren lo más
separadas posible unas de las otras. Esto determina el número de partículas por volumen o densidad.
2. FUERZA GRAVITACIONAL: La fuerza gravitacional, que va disminuyendo en la medida que aumenta la
altura, actúa sobre estas “partículas por volumen”, produciendo una distribución no homogénea de la
densidad, por lo cual observamos que en los estratos inferiores de la atmósfera, donde la influencia de la
fuerza gravitacional es mayor, hay una mayor compactación de moléculas gaseosas y por lo tanto una
mayor densidad.
X. CORRELACION ENTRE PRESION BAROMETRICA Y ALTURA
La presión barométrica, que puede medirse con un barómetro, es el peso que ejerce una columna de aire con
una sección o diámetro de una pulgada cuadrada desde el barómetro hacia el espacio. Si el barómetro se
coloca a diferentes alturas bajo algunas condiciones estándar, se puede confeccionar una curva exponencial
relacionando la Presión Barométrica y la altura. Esta correlación ha quedado estandarizada y tabulada en lo que
se conoce como: "U.S. STANDARD ATMOSPHERE” algunas de cuyas cifras se señalan en Tabla Nº 2.
Tabla nº 2 U.S. STANDARD ATMOSPHERE
Altura (Pies) Presión (mmHg) ATM
0 760 = 1 atm.
18.000 380 = 1/2 atm.
27.000 259 = 1/3 atm.
34.000 188 = 1/4 atm.
42.000 128 = 1/6 atm.
100.000 8 = 1/95 atm. aprox.
XI. PRINCIPIOS BASICOS DE LAS LEYES DE LOS GASES
Los gases en general se comportan siguiendo algunos principios físicos constantes traducidos en las Leyes
Físicas de los gases. Asimismo, los gases en el cuerpo humano se comportan obedeciendo a estas mismas
leyes, por lo cual, es necesario conocerlas y de esta forma comprender lo que le sucede al organismo humano
al desenvolverse en esta atmósfera gaseosa que tiene algunas características especiales, explicadas an-
teriormente. En forma resumida hay cinco (5) Leyes de los Gases que tienen implicancia directa en la fisiología
humana y con mayor razón en la Fisiología de Aviación.
1. LEY DE DIFUSION GASEOSA
Enunciado: “Todo gas difunde de un área de mayor presión a un área de menor presión, hasta igualar
las presiones".
Significación Fisiológica: La aplicación de esta Ley se verá en relación con la difusión de gases a nivel
pulmonar y celular del organismo, permitiendo el intercambio gaseoso entre la célula y la atmósfera. Cabe
mencionar que en una mezcla gaseosa cada gas se comporta en forma independiente.
2. LEY DE DALTON
Enunciado: “En una mezcla gaseosa lapresión total equivale a la sumatoria de las presiones parciales
de cada uno de los gases que conforman dicha mezcla”
Significación Fisiológica: En el caso específico de la atmósfera, la Presión Total o Barométrica corresponde a
la sumatoria de las presiones ejercidas por el nitrógeno, el oxígeno y otras. Además, sí la P.B. disminuye
significa que la presión de 02 disminuirá proporcionalmente pudiendo conducir a los fenómenos de Hipoxia.
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3. LEY DE BOYLE
Enunciado: “El volumen que ocupa un gas es inversamente proporcional a la presión de éste sí la
temperatura permanece constante”
Significación Fisiológica: Los gases que se encuentran atrapados en las cavidades orgánicas (a tº constante)
van a aumentar de volumen al disminuir la presión barométrica (ascenso).
4. LEY DE CHARLES
Enunciado: “A volumen constante la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura
de éste".
Significación Fisiológica: Un cilindro de oxígeno (volumen constante) al ser enfriado en forma importante hará
que la presión del oxígeno en su interior disminuya.
5. LEY DE HENRY
Enunciado: “La cantidad de un gas que se disuelve en una fase líquida es directamente proporcional a
la presión a que se encuentra dicho gas sobre el líquido".
Significación Fisiológica: Tanto el oxígeno como el nitrógeno, para penetrar el organismo humano desde la
atmósfera, deben disolverse en una fase líquida (sangre). Asimismo, el comportamiento del Nitrógeno disuelto
en el organismo, bajo ciertas circunstancias podrá desencadenar la Enfermedad por Descompresión.
XII. DIVISIONES FISIOLOGICAS DE LA ATMOSFERA
Se ha analizado hasta el momento en forma somera la atmósfera en atención a sus características físicas
primordialmente. Corresponde correlacionar la tolerancia y capacidad fisiológica del ser humano frente a este
medio ambiente en el cual se desarrollan las actividades de aviación.
Para este fin se ha estratificado a la atmósfera en tres zonas, de acuerdo a la adaptación fisiológica, a saber:
A. Zona Fisiológica. (de 0 a 10.000 pies) Se caracteriza porque el organismo humano puede vivir en esta
zona con pequeñas adaptaciones fisiológicas sin recurrir a medios externos o extraños a su organismo.
B. Zona Deficitaria: (de 10.000 a 50.000 pies) Zona en la cual el organismo humano no puede sobrevivir en
forma indefinida sin un aporte extraordinario de oxígeno.
C. Zona Equivalente - Espacio: (de 50.000 pies hacia arriba). Zona en que se requiere cabina presurizada
y/o traje presurizado completo, además del aporte de oxígeno extraordinario. Los problemas fisiológicos
que existirían en esta zona son esencialmente iguales a los que habría para la existencia del hombre en el
espacio.
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FISIOLOGIA DE LA CIRCULACION Y RESPIRACION
C.D.G.(S) Luis Gustavo HEIN Molina
I. INTRODUCCION
En la medida que se comprende el funcionamiento e importancia de la circulación y respiración para la fisiología
humana al nivel de la superficie terrestre, podremos correlacionar estos conceptos con los conocimientos de la
atmósfera a diferentes alturas, entendiendo así las razones de las limitaciones fisiológicas que posee el
organismo humano en aviación, así como los implementos que ha debido fabricar para suplir estas limitaciones,
con sus posibles fallas y consecuencias.
El organismo humano está compuesto por una infinidad de unidades funcionantes denominadas “células” las
cuales, para cumplir con sus funciones y mantención, requieren de un aporte en cantidad suficiente de oxígeno.
Desgraciadamente, el ser humano no tiene la capacidad para fabricar oxígeno y por lo tanto, necesita obtener
este gas desde la atmósfera.
Los organismos “unicelulares" (compuestos por una sola célula) viven en ambientes que poseen oxígeno y por
lo tanto éste difunde directamente a través de la pared de la célula. En el caso de los organismos
“multicelulares" (compuestos por muchas células) la gran mayoría de las células no se encuentran en contacto
directo con ambientes ricos en oxígeno, por lo tanto, estos organismos (entre los que se cuenta el ser humano)
han debido desarrollar órganos especializados en obtener el oxígeno de la atmósfera y transportarlo hasta que
quede en íntimo contacto con cada una de las células que lo componen.
Para cumplir con lo señalado en el párrafo anterior, el ser humano ha desarrollado dos sistemas que trabajan
en forma integrada, como lo son el sistema respiratorio y el sistema circulatorio. El primero obtiene el oxígeno
en forma de gas desde la atmósfera y lo pone en íntimo contacto con el líquido (plasma) de la sangre hacia
donde difunde (Ley de Difusión Gaseosa), solubilizándose (Ley de Henry) y de esta forma es transportado por el
sistema circulatorio a cada una de las células del organismo.
II. SISTEMA RESPIRATORIO
A. Anatomía
En general se puede decir que el sistema respiratorio está formado por tres partes con funciones diferentes. La
primera parte lo constituye la fosa nasal por donde penetra el aire. Conectados con la fosa nasal se encuentran
los senos paranasales que son cavidades en los huesos de la cara. El conjunto de los senos paranasales y fosa
nasal permite calentar el aire a la temperatura corporal, filtrar las partículas en suspensión y humedificar el aire
inspirado.
La segunda parte del sistema respiratorio la constituye un sistema de tuberías formado por la tráquea,
bronquios fuentes, bronquios secundarios y bronquíolos, cuya función básicamente consiste en permitir que el
aire llegue hasta el alvéolo pulmonar, la unidad básica funcional del pulmón. Cabe destacar que este sistema de
tuberías se va ramificando en el interior de los pulmones en forma tan importante que al final va a permitir
aumentar la superficie de difusión gaseosa. Asimismo, debe destacarse que como toda tubería rígida, el flujo
máximo que puede pasar a través de esta red depende del diámetro del tubo matriz constituido en este caso
por la tráquea.
Finalmente, la tercera parte del sistema respiratorio está constituido por una infinidad de pequeños sacos
microscópicos llamados alvéolos, los cuales están en íntimo contacto con los capilares sanguíneos
constituyentes de la red de tuberías del sistema circulatorio. El aire del alvéolo se encuentra separado de la
sangre del capilar por una pared llamada "pared alvéolo-capilar”, la cual microscópicamente es muy delgada y a
través de la cual va a difundir (Ley de Difusión Gaseosa) el oxígeno y el nitrógeno, solubilizándose en la sangre
(Ley de Henry) y de esta forma se transporta a todos las células del organismo. Asimismo, siguiendo el camino
inverso, el anhídrido carbónico (C02), producto de desecho de las células, sale del capilar al alvéolo y de allí al
ambiente.
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Fuerza Aérea de Chile - Centro de Medicina Aeroespacial
B. Mecánica Respiratoria
El sistema respiratorio funciona como un fuelle gracias a la cavidad torácica, en cuyo interior se encuentran los
pulmones.
La cavidad torácica está limitada por detrás por la columna dorsal, por delante por el esternón y por los lados
por las costillas, cuya orientación es hacia adelante y hacia abajo. La parte inferior de la caja torácica se
encuentra sellada por el diafragma, el cual en posición de reposoadopta la forma de una cúpula con vértice
hacia la cabeza. Los músculos respiratorios al contraerse hacen que las costillas se eleven y se horizontalicen
con lo cual aumenta el diámetro antero-posterior del tórax. Asimismo, al inspirar, el diafragma se tensa, con lo
cual desciende la cúpula, por lo cual aumenta el diámetro vertical del tórax. Al aumentar los diámetros del tórax
hace que fluya aire desde el ambiente al interior de los pulmones, al igual que un fuelle.
La espiración en el ser humano es pasiva y se logra por la relajación de los músculos inspiratorios y del
diafragma, con lo cual las costillas caen nuevamente y el diafragma adopta su posición de reposo como cúpula,
disminuyendo los diámetros del tórax y por lo tanto la expulsión del volumen de aire excedente.
Es importante recalcar que la inspiración es activa, ya que requiere la contracción de músculos, en cambio la
expiración es pasiva, ya que solo necesita que se relajen los músculos respiratorios.
C. Relación Pulmón - Caja Torácica
En realidad el verdadero fuelle respiratorio está constituido por los pulmones, los cuales siguen los mismos
movimientos que realiza la caja torácica.
Los pulmones están tapizados por una membrana llamada pleura visceral, la cual se repliega tapizando la cara
interna de la caja torácica, donde pasa a denominarse pleura parietal. Entre pleura visceral y parietal queda una
cavidad hermética llamada cavidad pleural. La característica más importante de esta cavidad es que se
encuentra al vacío y por lo tanto la pleura visceral está adosada a la pleura parietal por vacío, lo que explica que
los pulmones sigan los movimientos de la caja torácica.
D. Control del Sistema Respiratorio
Es evidente que el sistema respiratorio funciona en forma automática sin que nos demos cuenta, pero también
en ciertas situaciones el control voluntario puede asumir el comando del sistema como por ejemplo cuando
buceamos bajo el agua en una piscina.
El control automático de la respiración es muy complejo y en la actualidad no hay consenso unánime aún. Lo
que sí se sabe es que en el Sistema Nervioso Central, específicamente en el bulbo de la médula, se encuentra
el centro de mando del sistema respiratorio llamado "Centro Respiratorio". Este centro regula la frecuencia y
profundidad de la respiración dando órdenes a los músculos respiratorios y diafragma. Este centro respiratorio
percibe la información de los sensores periféricos que detectan los niveles de 02, C02 y acidez (PH) sanguíneos.
No obstante, independientemente de los sensores periféricos, la voluntad puede alterar el patrón de respiración.
Esto último adquiere importancia en aviación dado que puede generar por ejemplo el fenómeno de la
hiperventilación anormal, que puede suceder por tensión emocional o por respiración a presión positiva.
III. SISTEMA CIRCULATORIO
A. Anatomía
En general, se puede decir que el Sistema Circulatorio es un sistema hidráulico cerrado con una bomba
impulsora (corazón) y una red de tuberías por la cual circula un fluido llamado sangre. Su función principal es
transportar el oxígeno y nutrientes hasta cada una de las células del organismo y a su vez, conducir los
productos de desecho de las células a los sitios de eliminación, constituidos por los pulmones y los riñones.
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 11 
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El corazón está formado por dos bombas impulsoras conectadas en serie, llamadas corazón derecho y corazón
izquierdo, cada uno de los cuales está formado por dos cavidades (1 aurícula y 1 ventrículo) separados por una
válvula unidireccional.
La red de distribución está formada por vasos sanguíneos de diferentes diámetros y calidades, reconociéndose
por su estructura microscópica en arterias y venas, cuya diferencia radica fundamentalmente en el grosor de la
capa muscular de la pared y no en el tipo de sangre que conduce.
Finalmente, el fluido que se conduce en el sistema circulatorio se llama sangre, la cual está formada por una
parte líquida o plasma y una parte particulada o celular, constituida esta última por las diferentes células
sanguíneas, que son los glóbulos blancos, que participan en la defensa del organismo, las plaquetas, que
participan en la coagulación y los glóbulos rojos, encargados del transporte del oxígeno y anhídrido carbónico.
B. Mecánica Circulatoria
La sangre rica en oxígeno proveniente de los pulmones, llega a la aurícula izquierda a través de las venas
pulmonares. De la aurícula izquierda, que actúa como reservorio, pasa al ventrículo izquierdo el cual impulsa la
sangre a través de la arteria aorta, distribuyéndose por toda la red arterial sanguínea, hasta llegar a estrecho
contacto con todas las células del organismo y de esta forma llevarle a las células el oxígeno y nutrientes
indispensables para su funcionamiento.
Una vez que las células le han extraído el oxígeno a esta sangre, aplicándose la Ley de Difusión Gaseosa, se
devuelve a través de la red venosa hasta llegar a la aurícula derecha. De la aurícula derecha pasa al ventrículo
derecho el cual impulsa esta sangre, pobre en oxígeno, hacia los pulmones a través de la arteria pulmonar
donde, a nivel alvéolo-capilar, se produce el intercambio gaseoso enriqueciéndose esta sangre nuevamente en
oxígeno, para retornar a la aurícula izquierda por las venas pulmonares, reiniciándose el circuito.
IV. PRESION ALVEOLAR DE OXIGENO
Por todo lo anterior, es fácil comprender que el éxito en el cumplimiento del objetivo final de la respiración
circulación, radica fundamentalmente en la cantidad o presión disponible de oxígeno a nivel del alvéolo
pulmonar, proveniente del aire inspirado, para ofrecerse a la circulación sanguínea.
La presión alveolar de oxígeno puede calcularse mediante la aplicación de la siguiente fórmula:
[ ]
R
PACO
FiO x O)ppH(P.B.PAO
2
222 −−=
En la cual, a nivel del mar, tenemos:
PAO2 = Presión alveolar de O2.
PB = Presión barométrica a nivel del mar = 760 mmHg.
pp H2O = Presión parcial del vapor de agua que es una constante en el organismo humano = 47 mm Hg.
FiO2 = % de la P.B. que corresponde al O2 = 21%.
PACO2 = Presión alveolar de anhídrido carbónico, el cual el organismo trata de mantener en forma constante
en 40 mmHg. aprox., dado que el CO2 interfiere en la regulación del ph del cuerpo.
R = Cuociente respiratorio. Valor constante en el organismo = 0.8.
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Despejando la fórmula:
[ ] 99,73mmHg
0,8
40
0,21 x 47)(760PAO2 =−−=
Al observar la fórmula, es evidente que en Aviación la gran variable corresponde a la Presión Barométrica y
cabe señalar que, cuando hay menos de 60 mmHg. de 02 a nivel sanguíneo en un individuo previamente sano,
se dice que se encuentra en “Insuficiencia Respiratoria Aguda”.
V. CASCADA DEL O2 Y FASES DE LA RESPIRACION
Si el objetivo final de los sistemas respiratorio y circulatorio consiste en llevar el oxígeno de la atmósfera hasta
la célula, para que ésta la utilice en sus procesos metabólicos, la Hipoxia (insuficiente aporte de oxígeno a nivel
celular) puede producirse por una falla en cualquier etapa o fase de este ciclo y por lo tanto, es necesario
conocer estas fases.
A. La primera fase denominada “VENTILACION ALVEOLAR” contempla el aporte de oxígeno desde la
atmósfera hasta el interior del alvéolo. Evidentemente depende de la cantidad de O2 disponible en la
atmósfera y la indemnidad de la vía respiratoria.
B. La segunda fase denominada “DIFUSION ALVEOLO - CAPILAR”, contempla el paso del oxígeno desde el
alvéolo a lasangre del capilar aplicándose las Leyes de Difusión Gaseosa y la Ley de Henry. En un
individuo con pulmón sano, difunde aproximadamente el 100% de la presión del O2 a nivel alveolar,
porcentaje que se altera en casos de daño pulmonar previo.
C. La tercera fase denominada “TRANSPORTE”, contempla el traslado de O2 en la sangre hasta cada una de
las células del organismo. Depende de la indemnidad de los glóbulos rojos, de la tubería y de la bomba del
sistema circulatorio.
D. La cuarta fase denominada “UTILIZACION”, se refiere al aprovechamiento que hace la célula misma del
oxígeno que le ofrece la sangre. En ciertas situaciones se verá que la célula, a pesar de que se le ofrece
una adecuada cantidad de oxígeno, se encuentra imposibilitada de extraer el oxígeno de la sangre y por lo
tanto cae en Hipoxia.
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HIPOXIA
C.D.G.(S) Luis Gustavo HEIN Molina
I. DEFINICION
La Hipoxia es un estado de deficiencia de oxígeno en la sangre, células y tejidos del organismo, con
compromiso de la función de éstos. Esta deficiencia de oxígeno puede ser debida a muchas causas, pero la
más frecuente, especialmente en el ambiente aeronáutico, es la reducción de la presión parcial de oxígeno
como consecuencia de la reducción de la presión atmosférica con la altitud. Habitualmente, esto ocurre por
exposición a altura, falla o mal uso de los equipos de oxígeno de las aeronaves
II. TIPOS DE HIPOXIA
A. Hipoxia Hipóxica
Este tipo de hipoxia se debe a una alteración de la fases de ventilación alveolar y/o difusión alvéolocapilar de la
respiración, que produce una deficiente entrega de oxígeno atmosférico a la sangre de los capilares
pulmonares.
Las causas de Hipoxia Hipóxica son:
• Exposición a altitud.
• Pérdida de la presurización de cabina.
• Mal funcionamiento del equipo de oxígeno.
• Afecciones del pulmón (neumonia, enfisema, etc.).
B. Hipoxia Hipémica
La hipoxia hipémica se debe a una alteración de la fase de transporte de la respiración. Consiste
fundamentalmente en una reducción de la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre. Ciertas drogas o
productos químicos, tales como nitritos y monóxido de carbono, pueden alterar las características de la
hemoglobina contenida en los glóbulos rojos o bien, combinarse directamente con ella, reduciendo su
capacidad de transporte de Oxígeno. El monóxido de carbono es de importancia para el piloto porque está
presente en los gases producto de la combustión, tanto en aviones convencionales como en aviones a
reacción, y en el humo de cigarrillo. La hemoglobina posee una afinidad por el monóxido de carbono 250 veces
mayor que por el oxígeno, por lo que no es fácil eliminar este elemento de la circulación sanguínea.
Las causas más frecuentes de hipoxia hipémica son:
• Intoxicación por Monóxido de Carbono.
• Pérdida de sangre (hemorragia, donación sangre).
• Tabaquismo.
C. Hipoxia por Estancamiento
Este tipo de hipoxia se debe también a una alteración de la fase de transporte de la respiración. Consiste en la
reducción del flujo de sangre a través de un sector del organismo o en su totalidad. Esta condición puede
deberse a una falla de la capacidad de la bomba cardíaca o a condiciones de flujo local (Fuerzas G).
Las causas más frecuentes de hipoxia por estanacamiento son:
• Insuficiencia cardíaca.
• Shock.
• Respiración a presión positiva continuada.
• Frío extremo.
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• Aplicación de fuerzas Gz positivas.
D. Hipoxia Histotóxica
Este tipo de hipoxia se debe a una alteración de la fase de utilización de la respiración y consiste en la
incapacidad de las células para utilizar el oxígeno en forma adecuada. Se produce por la acción de ciertas
substancias sobre el metabolismo celular.
Las causas más frecuentes de hipoxia histotóxica son:
• Intoxicación por cianatos (combustión de ciertos plásticos).
• Intoxicación por alcohol.
III. CARACTERISTICAS DE LA HIPOXIA
A. Comienzo insidioso: Esta es la característica más peligrosa de la hipoxia, junto a su gran variación
individual y a la diferente tolerancia que muestran distintas personas, agregado al hecho de que la
presencia de hipoxia no produce dolor o malestar significativo, su presencia es a veces tan impereceptible,
que puede progresar en el tiempo hasta la total incapacitación del sujeto. Bajo 10.000 pies, la disminución
de la visión nocturna es el único signo que puede señalar la presencia de hipoxia, lo que habitualmente
ocurre desde los 5.000 pies.
B. Severidad de los síntomas: El comienzo y la severidad de los síntomas de la hipoxia varía de forma
individual y de acuerdo a la deficiencia de oxígeno, incluso la misma susceptibilidad a la hipoxia se ve
afectada por factores tales como altitud, cantidad de glóbulos rojos, estado físico, etc.
C. Compromiso mental: El compromiso de las funciones intelectuales es un signo precoz de la presencia de
hipoxia, que compromete lógicamente la capacidad del piloto para darse cuenta de su propia
incapacitación. Existe compromiso del pensamiento, que se hace lento, el cálculo es impreciso, el juicio
pobre, la memoria incierta y el tiempo de reacción se retarda considerablemente.
D. Tiempo útil de conciencia: El tiempo útil de conciencia (TUC) es el intervalo entre la interrupción del
aporte o exposición a un ambiente pobre en oxígeno, hasta el momento en que el piloto pierde la capacidad
de tomar acciones protectoras y correctivas. El TUC no se considera hasta la pérdida total de conciencia.
En Tabla Nº 1 se ilustran los tiempos promedios de los TUC a diferentes alturas según publicaciones de la
Fuerza Aérea de EE.UU.
TABLA Nº 1 TIEMPO UTIL DE CONCIENCIA A DIFERENTES ALTITUDES
Altitud Tiempo útil de conciencia
18-000 pies 20 - 30 minutos
22.000 pies 10 minutos
25.000 pies 03 - 05 minutos
30.000 pies 01 - 02 minutos
35.000 pies 30 - 60 segundos
40.000 pies 15 - 20 segundos
50.000 pies 09 - 12 segundos
Estos tiempos son promedios en individuos sanos y en reposo. Cualquier ejercicio reduce de inmediato el TUC.
Por ejemplo, un piloto que tiene un TUC de 3 - 5 minutos a 25.000 pies, al efectuar diez flexiones completas de
rodillas, ve reducido su TUC a 1 - 1 1/2 minutos. Por otra parte, la descompresión explosiva puede reducir el
TUC hasta un 50%, debido a la espiración forzada desde el pulmón.
IV. RECONOCIMIENTO DE LA HIPOXIA
El gran avance que significa el entrenamiento en la cámara hipobárica o altimática, permite al piloto
experimentar sus propios síntomas de hipoxia de una manera controlada y segura, que variarán de un sujeto a
otro de acuerdo a su edad, estado físico, ansiedad y susceptibilidad propia. Una vez que estos síntomas son
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percibidos por el sujeto, no varían mayormente en el tiempo. Por razones prácticas, los signos y síntomas de la
hipoxia se han clasificado en “síntomas objetivos", que son los percibidos por un observador y "síntomas
subjetivos", que son aquellos percibidos por el afectado.
A. Síntomas objetivos
Estos síntomas pueden no ser percibidos por el afectado, pero habitualmente lo son por un observador (ej.:
copiloto o instructor de cámara hipobárica).
• Aumento en la profundidad de la respiración
• Cianosis (colorazulado de uñas y labios)
• Confusión mental
• Pobreza de juicio
• Pérdida de la coordinación muscular
• Inconsciencia
En ocasiones, síntomas tales como euforia o agresividad, pueden ser percibidos tanto por el piloto como por el
observador.
B. Síntomas subjetivos
Las señales de alarma más importantes para el piloto son aquellas que puede percibir más precozmente. Estos
síntomas son enfatizados durante el entrenamiento en la cámara altimática y pueden ser:
• Sensación de falta de aire
• Sensación de ansiedad
• Dolor de cabeza
• Mareo
• Fatiga
• Náusea
• Sensación de ondas de frío o calor (bochornos)
• Visión borrosa
• Visión de túnel
• Pérdida de sensibilidad
V. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA HIPOXIA
A. Altitud
La altura afecta directamente la presión parcial de oxígeno del aire inspirado y disminuye la presión parcial
alveolar de oxígeno. A altitudes de 40.000 pies o más, la presión parcial de oxígeno está tan reducida que el
tiempo útil de conciencia es de sólo algunos segundos.
B. Razón de ascenso
La razón de ascenso de los aviones modernos impide una adaptación a la altitud. La descompresión rápida, que
es un ascenso muy rápido, puede reducir el TUC hasta un 50%.
C. Tiempo de exposición
Los efectos de la hipoxia aumentan a medida que esta condición se prolonga en el tiempo.
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D. Tolerancia individual
Existen variaciones individuales que afectan la tolerancia a la hipoxia. Las razones no están totalmente claras,
pero hay factores que deben ser considerados, tales como el metabolismo propio del sujeto, dieta y nutrición.
E. Estado físico
Un estado físico adecuado proporciona una mayor eficiencia del uso del oxígeno y por lo tanto, una mayor
tolerancia a la hipoxia, mientras que la obesidad y la falta de entrenamiento físico disminuyen la tolerancia a
esta condición.
F. Actividad física
El TUC se reduce con la presencia de actividad física, debido a que los requerimientos metabólicos de oxígeno
aumentan en gran medida con la actividad física y se necesita el aporte de oxígeno adicional para mantener las
funciones normales. Este factor afecta notablemente a las tripulaciones de aviones de carga que deben realizar
esfuerzos o movimientos continuados durante el vuelo.
G. Factores Psicológicos
Las personas con rasgos neuróticos presentan habitualmente una menor tolerancia a la hipoxia. Estudios
realizados en vuelo han demostrado que las personas con trastornos psicológicos presentan un mayor
consumo de oxígeno que las personas normales en situaciones de estrés. Aquellos pilotos con problemas
emocionales o que con facilidad se afectan psicológicamente por problemas ambientales, son más susceptibles
a la hipoxia.
H. Temperatura ambiente
Las temperaturas extremas de frío o calor, presuponen la puesta en marcha de mecanismos de ajuste del
organismo, que en el fondo significan aumento del consumo de oxígeno, disminuyendo de esta manera la
tolerancia a la condición de hipoxia y requiriendo oxígeno adicional para el mantenimiento de la función normal.
Esta es una de las justificaciones del oxígeno de emergencia de los equipos para escape y caída libre desde
grandes altitudes con bajas temperaturas.
VI. PREVENCION DE LA HIPOXIA
La hipoxia se previene aportando oxígeno para mantener una presión parcial de oxígeno alveolar de 60 a 100
mmHg. Esto se logra por medio de los diferentes equipos de oxígeno disponibles y con la práctica de disciplina
en el uso de estos equipos. La prevención y corrección de la hipoxia hipóxica es sin duda de gran importancia y
básico para la supervivencia del piloto, pero de ninguna manera debe descuidarse la presencia y acción de
otros factores capaces de causar otro tipo de hipoxia, tales como el alcohol, la fatiga, el tabaco, la
automedicación, el miedo, el stress y la ansiedad o alteraciones emocionales
VII. TRATAMIENTO DE LA HIPOXIA
La presencia de síntomas de hipoxia o la exposición a una descompresión de acbina, significan la puesta en
marcha inmediata de una serie de procedimientos para su corrección. Sin duda que lo más importante es la
provisión inmediata de oxígeno 100%, pero es necesario tener en cuenta otros factores que deben ser
analizados en forma secuencial:
VIII. PROCEDIMIENTO EMERGENCIA REGULADOR OXIGENO
Evidentemente que cada tipo de regulador de oxígeno tiene su propio procedimiento de revisión pre-vuelo o
fente a emergencias descritos en sus manuales de operación. A continuación se señala el procedimiento del
regulador norteamericano tipo MD 1 o similares, de uso frecuente en aviación militar. Para facilitar el
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procedimiento de emergencia se sugiere seguir un cierto orden de prioridades para lo cual la regla nemotécnica
PRICE norteamericana resulta útil.
1. P = PRESSURE Asegurarse de tener presión de oxígeno en el sistema
2. R = REGULATOR Asegurar “settings” del regulador
- Supply Lever: ON
- Diluter Lever - 100% OXIGENO: A altitudes bajo 34.000 pies, el aporte de Oxígeno 100% restablecerá
la oxigenación de la sangre a nivel del mar, con el equipo de oxígeno funcionando en forma correcta.
- Emergency Lever: EMERGENCY: Debe aplicarse presión positiva para asegurar una rápida
recuperación de la hipoxia. Debe tomarse en consideración la altitud de vuelo y las causas de la
deficiencia de oxígeno. Una falla en el funcionamiento del equipo de oxígeno o la exposición a altitudes
sobre 40.000 pies, requieren generalmente la aplicación de presión positiva para corregir la hipoxia.
3. I = INDICATOR Asegurar funcionamiento de ventanilla indicadora del ciclaje respiratorio
4. C = CONNECTIONS Asegurar la indemnidad de máscara y conexiones del equipo
5. E = EMERGENCY Procedimientos de emergencia, a saber:
- Control de la respiración: La recuperación de la hipoxia se produce a los pocos segundos de la
restauración de la presión adecuada de oxígeno. Sin embargo, la presencia de miedo o ansiedad, así
como la acción de quimiorreceptores pueden mantener elevado el ritmo respiratorio por un tiempo
adicional; si el ritmo respiratorio no es controlado, puede producirse una hiperventilación. Por esta
razón, junto con iniciar las medidas anotadas anteriormente, debe controlarse en forma voluntaria el
ritmo respiratorio. Esta medida es también muy útil para el caso de que los síntomas presentados
hubieran sido producidos por un fenómeno de hiperventilación.
- Descenso bajo 10.000 pies: Se considera de fundamental importancia, con el objeto de aumentar la
presión parcial de oxígeno en el alvéolo pulmonar, debiendo realizarse si a pesar de todas las medidas
tomadas persisten los síntomas de hipoxia y mientras se encuentre en el rango del tiempo de
conciencia útil.
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HIPERVENTILACION
C.D.G.(S) Luis Gustavo HEIN Molina
I. DEFINICION
La hiperventilación se caracteriza por un aumento en la frecuencia y/o profundidad de los movimientos
respiratorios, con exceso de eliminación de anhídrido carbónico por el pulmón y trastorno consiguiente del
equilibrio ácido-base, conocido como alcalosis respiratoria. Esto puede causar, en un sujeto sano y joven, una
alteración electrolítica tan severa que incluso puede llegar hasta alteraciones del flujo sanguíneo,pérdida de
conciencia, contractura muscular tetaniforme y muerte.
La frecuencia respiratoria normal es de 12 a 16 ciclos por minuto. El control primario de la respiración se
produce a través de la estimulación del centro respiratorio por la saturación del anhídrido carbónico de la
sangre, dentro del balance ácido-base, que el organismo trata de mantener como una constante de 47 mmHg.
El control secundario de la respiración se produce a través de la estimulación de quimioreceptores en la aorta y
arterias carótidas que responden a la saturación de oxígeno de la sangre. Durante el ejercicio, se produce un
aumento en la cantidad de anhídrido carbónico de la sangre, como producto de desecho de las células, lo que
es detectado por el centro respiratorio, el que aumenta la profundidad y frecuencia de los movimientos
respiratorios para incrementar la eliminación de anhídrido carbónico por el pulmón y mantener su nivel
constante en la sangre. Esto constituye una situación normal. La hiperventilación puede ocurrir por una serie de
causas diferentes, pero la causa mas frecuente en aviación es la desadaptación con la máscara de oxígeno o
la ansiedad.
II. CAUSAS DE HIPERVENTILACION
A. Voluntaria: Si bien el ritmo respiratorio es controlado automáticamente por los mecanismos descritos, el
sujeto puede controlar voluntariamente, dentro de ciertos límites, la frecuencia y profundidad de sus
movimientos respiratorios. Por el contrario, la desadaptación con la máscara de aviación puede inducir una
hiperventilación involuntaria.
B. Emocional: El miedo, la ansiedad, la tensión y el estrés, que resultan de emociones o malestar físico,
pueden provocar un aumento en la frecuencia y profundidad de la respiración. Esta es la causa más
frecuente de hiperventilación en los vuelos en cámara hipobárica, en los primeros vuelos de entrenamiento
y en general, en toda la actividad aérea. Por ello es que se insiste en el entrenamiento de los pilotos para
controlar su respiración.
C. Dolor: El dolor puede ser también causa de hiperventilación de un sujeto. Esta situación puede también ser
controlada en forma voluntaria.
D. Hipoxia: La disminución de la presión de oxígeno en la sangre durante la hipoxia, produce un impulso reflejo
al centro respiratorio a través de quimioreceptores, que induce un aumento compensatorio de la profundidad
y frecuencia de la respiración. Se produce por consiguiente, un aumento de la eliminación de anhídrido
carbónico por el pulmón y una alcalosis leve de la sangre. Sin embargo, si esta situación se prolonga, se
puede producir un aumento importante de la alcalosis, con la aparición de síntomas y signos propios de la
hiperventilación.
III. EFECTOS DE LA HIPERVENTILACION
A. Irritabilidad Neuromuscular: La alcalosis causa un aumento de la irritabilidad y sensibilidad
neuromuscular que se detecta como sensación de hormigueo o clavadas en las extremidades. De persistir
esta condición se puede llegar al espasmo o rigidez muscular, que puede inducir una tetania generalizada.
B. Respuesta Vascular: La alcalosis produce una vasoconstricción de los vasos arteriales cerebrales y una
vasodilatación en el resto de los vasos del organismo. Esta situación conduce a una hipoxia por
estancamiento del tejido nervioso del cerebro, la que se agrava por la disminución del retorno venoso al
corazón por la relajación del resto de los vasos del organismo. Al disminuir la frecuencia respiratoria,
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 19 
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aumenta el nivel de anhídrido carbónico en la sangre, disminuye la vasoconstricción cerebral y se restablece
el nivel de conciencia y la respiración normal.
IV. SINTOMAS DE HIPERVENTILACION
La diferenciación entre hipoxia e hiperventilación suele ser difícil, debido a la similitud de los síntomas.
A. Síntomas objetivos: Contracturas musculares, piel fría y pálida, rigidez, inconsciencia.
B. Síntomas subjetivos: Los síntomas subjetivos observados más comúnmente son:
• Mareo.
• Náusea.
• Debilidad.
• Temblores musculares.
• Euforia.
V. PREVENCION Y TRATAMIENTO
El método más efectivo para la prevención y tratamiento de la hiperventilación es el control voluntario de la
respiración. Sin embargo, debido a la posible confusión con la hipoxia y al hecho de que con frecuencia se
presentan asociadas, las acciones correctivas deben ser comunes, tal como se señalaron en el capítulo de
hipoxia.
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 20 
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EQUIPOS DE OXIGENO
C.D.A. (S) Charles CUNLIFFE Checura
I.-INTRODUCCION
El problema de la falta de oxígeno en altura se conoce desde antes de la creación de las aeronaves más
pesadas que el aire. Por lo mismo, desde esa época se comenzaron a diseñar sistemas rudimentarios que
aportaran oxígeno en forma suplementaria, hasta llegar a los sofisticados equipos empleados en la actualidad,
todos los cuales pueden sufrir desperfectos en el momento menos oportuno.
Como se ha señalado en el capítulo referente a la atmósfera, hoy en día se sabe que la zona deficitaria de este
vital elemento para el ser humano normal comienza alrededor de los 10.000 pies de altura sobre el nivel del
mar. Lo anterior, asociado a las capacidades de las aeronaves actuales, obliga a las tripulaciones aéreas a
conocer y preocuparse de los equipos de oxígeno en uso por ellos.
Es evidente que la cantidad de diferentes modelos y sistemas de oxígeno en uso hoy en día es significativo, por
lo cual, los usuarios deben recurrir a los manuales respectivos. Lo que a continuación se expondrá son
conceptos generales, con cierto énfasis en los equipos de uso militar, entendiendo que al referirse a la altura,
ésta se refiere a la de cabina a la cual esta expuesta la persona.
II.- CONCEPTO EQUIVALENTE NIVEL DE MAR
En la medida que se asciende en altura la concentración de partículas de oxígeno va disminuyendo. Por lo
mismo, para evitar la hipoxia hay que ir incrementando la cantidad de partículas de oxígeno suplementerias en
forma proporcional, mediante una mezcla o dilución porcentual entre aire ambiente y oxigeno 100% contenido
en algún tipo de recipiente.
La complicación técnica anterior podría obviarse si se usáse O2 al 100% desde el momento de ingresar a la
zona deficitaria, no obstante, también es necesario conocer y comprender que paradojalmente el oxígeno, en
altas concentraciones, encierra un riesgo de toxicidad pulmonar al estar expuesto por períodos prolongados.
Por lo mismo, los equipos actuales tratan de respetar esta premisa, entregando una dilución proporcional
permitiendo una concentración de partículas de O2 en el alvéolo pulmonar similar a la que se tiene respirando
aire ambiente a nivel del mar, como se ilustra en figura Nº 1, comenzando con el 21% existente a nivel del mar.
FIGURA Nº 1 CONCEPTO EQUIVALENTE NIVEL DE MAR
Conceptos Básicos de Fisiología de Aviación 21 
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III.- SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE OXIGENO
El oxígeno de uso humano en aviación es altamente puro, con concentración cercana al 100%, envasado en
algún tipo de cilindro o recipiente, el cual debe ser transportado o montado en el interior de la aeronave. Debe
tenerse presente que en presencia de grasas o aceites puede producirse combustión espontánea. No es
combustible pero sí comburente. De uso común son los siguientes sistemasde almacenamiento:
A.- Sistemas de Baja Presión:
- Código de color: AMARILLO
- Full Presión: 425 PSI (+/- 25 PSI)
- Presión Minina
1. 100 psi – límite operacional.
2. 50 psi – límite para mantenimiento.
Con presión bajo 50 psi el sistema debe ser llenado antes de dos horas para evitar condensación.
Si el sistema entra en una presión de menos de 50 psi, debe ir a revisión según manual
- Ventajas
1. Menor peso por cilindros de aleación liviana.
2. Mantenimiento fácil.
3. Menor posibilidad de explosión.
- Desventajas
1. Contiene menor cantidad de oxígeno
2. Requiere más espacio
B. Sistema de Alta Presión
- Código de color: VERDE
- Full Presión: 1800 a 2200 PSI
- Presión Minina
1. 800 psi – límite operacional.
2. 100 psi – límite mantenimiento.
- Ventajas
1. Contiene mayor cantidad de oxígeno.
2. Requiere menos espacio.
- Desventajas
1. Mayor peso por cilindros de fierro
2. Mantenimiento difícil.
3. Mayor riesgo de explosión.
C. Sistema de Oxígeno Líquido (Lox)
- Full Presión: 95% de capacidad y 70 ó 300 psi de presión para operar.
1. El sistema usado en bombarderos y aviones tanque produce presión de 300 psi.
2. El sistema utilizado en aviones de combate produce presiones de 70 psi.
- Ventajas
1. Mayor disponibilidad de oxígeno
2. Requiere 70% menos espacio.
3. Requiere menos mantenimiento.
4. Menos riesgo de explosión.
- Desventajas
1. Manejo más complejo.
2. No puede ser recargado en cualquier parte
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IV.- SISTEMAS DE RESPIRACION CON OXIGENO
El oxígeno almacenado en recipientes como los anteriormente descritos, debe ser aportado al usuario mediante
algún sistema de entrega, después de haberse regulado la presión de salida de los recipientes a niveles
tolerables por el sistema respiratorio humano. Entre los sistemas de entrega, o reguladores de oxígeno, se
tienen los siguientes:
A. Sistema de Flujo Continuo
- Mantiene flujo constante y permanente independientemente de la inhalación o exhalación
- Limitación
1. Gran gasto - no logra proporcionar al usuario 100% de oxígeno.
2. Altitud operacional segura: 25.000 pies (puede ser utilizado en algunas emergencias hasta 30.000
pies).
3. Habitualmente usado en aviones menores, de transporte y en Evacuación Aeromédica.
B. Sistema de Dilución Demanda
- Sólo demanda
1. Entrega 100% oxígeno sólo durante cada inhalación.
2. Alto gasto a baja altitud.
- Dilución demanda
1. Entrega oxígeno mezclado con el aire de la cabina o ambiental, en proporción adecuada para
mantener el equivalente nivel de mar.
2. Opera de esta manera desde el nivel del mar hasta 34.000 pies.
3. Sobre 34.000 pies el regulador automáticamente entrega 100% oxígeno como máximo. El usuario
puede obtener 100% oxígeno bajo 34.000 pies con selector manual.
C. Sistema de Presión Demanda
- Equipo habitual de uso en aeronaves de combate.
- Esencialmente semejante al sistema de dilución demanda, excepto que posee la capacidad de entregar
oxígeno a presión positiva por sobre la presión ambiental y por ende, mayor cantidad de oxígeno, en
forma progresiva a partir de los 28.000 pies y hasta presiones que no soporta el individuo.
1. El control de esta respiración a presión puede ser manual o automático, dependiendo del tipo de
regulador.
2. La capacidad de suministrar 100% de oxígeno bajo presión positiva (por sobre la presión ambiental),
permite su uso en ascensos de rutina a 43.000 pies y ascensos de emergencia hasta 50.000 pies.
3. Este sistema utiliza máscaras especiales de aviación.
4. Su funcionamiento adecuado depende mucho del sello que se logre entre la cara y la máscara.
- La respiración bajo presión positiva es dificultosa y facilmente induce hiperventilación.
V.- REGULADOR MD - 1
Corresponde a un regulador de oxígeno de uso frecuente en aeronaves norteamericanas de combate (figura Nº
2). Es un regulador del tipo Presión Demanda, con las siguientes características:
- En forma automática entrega la correcta proporción de aire ambiental y oxígeno desde el nivel del mar
hasta 34.000 pies, de acuerdo al equivalente nivel de mar.
- Por margen de seguridad, su rango operacional con respiración a presión positiva va desde 28.000 a
50.000 pies. Sobre esta altura la presión que entrega es muy poco tolerada por un individuo normal, por
lo cual debe ser complementado por un traje semi-presurizado.
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FIGURA Nº 2 REGULADOR DE OXIGENO TIPO MD - 1
 OPERACION
- MANOMETRO DE PRESION: Debe asegurarse la correcta presión de operación, debiendo controlarse
periódicamente durante el vuelo. Cualquier disminución brusca de la presión debe ser considerada
como causa de falla debiendo iniciar inmediato descenso.
- PALANCA DE ENTRADA DE OXIGENO (color verde): Permite la entrada de oxígeno al regulador
desde el depósito de oxígeno.
- PALANCA DE DILUCION (color blanco): Tiene dos posiciones:
NORMAL: Usada en condiciones normales de vuelo, permitiendo la acción normal de dilución del
regulador.
100%: Esta posición se puede utilizar bajo 32.000 pies en situaciones que requieran 100% de oxígeno.
- PALANCA DE EMERGENCIA (color rojo): Tiene tres posiciones:
- NORMAL: Para todas las operaciones de rutina.
- EMERGENCY: Frente a emergencias a cualquier altura entrega oxígeno a presión positiva.
- TEST MASK: En esta posición el regulador entrega doce pulgadas de agua de presión. Su uso normal
es para probar el sello de máscara/cara y del sistema Puede usarse también como maniobra de
valsalva.
- INDICADOR DE FLUJO DE OXIGENO: Banderilla que oscila con los movimientos de inhalación /
exhalación. Esta ventanilla sólo indica si hay flujo o no a través del regulador. La falta de oscilación
indica falla del sistema.
VI.- MASCARA DE OXIGENO MBU-5/P
La máscara de oxígeno MBU-5/P (figura Nº 3) corresponde a un tipo común de uso en aviación de combate,
estando diseñada especialmente para facilitar el sello máscara / cara de tal forma de evitar filtraciones frente a
las presiones positivas que ocurren a mayor altura. En general está compuesta por los siguientes componentes:
A. Armazón
- Da integridad estructural a la máscara.
- Ayuda a distribuir las presiones para un correcto sellado de la máscara.
- Sirve de base para la implantación de arneses.
B. Sello facial
- Fabricado en goma siliconada que se adapta a la superficie de la cara.
- Crea un sello adecuado para la respiración a presión positiva.
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C. Valvula de inhalacion – exhalacion
- Se encuentra localizada en la parte inferior de la máscara.
- Está constituida por un flap circular que se abre en la inhalación y una válvula flotante que se activa en
la exhalación.
D. Manguera de oxigeno de la mascara
- Fabricada en goma siliconada corrugada, para permitir libertad de movimiento.
- Contiene en su interior una cuerda de nylon que impide su estiramiento excesivo.
E. Bayoneta de retención de la mascara
- Conectores de tipo bayoneta que permiten una rápida conexión / desconexión del casco.
F. Desconector rapido
- Permite la conexión / desconexión rápida del regulador de oxígeno.
- En caso de eyección o abandono del avión permite desconexión automática.
- Incluye un sistema de restricción a la inhalación, cuando el sistema de lamáscara se desconecta
accidentalmente del regulador, poniendo sobreaviso al piloto.
G. Conexion para oxigeno de emergencia (sólo algunos modelos)
- Permite la conexión del cilindro de oxígeno de emergencia al sistema de la máscara.
FIGURA Nº 3 MASCARA AVIACION TIPO MBU 5 / P
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VII.- CILINDRO DE OXIGENO DE EMERGENCIA
Corresponde a un cilindro de oxígeno pequeño de alta presión conectado al sistema de máscara, cuyo objetivo
fundamental es constituirse en una fuente de oxígeno de emergencia frente a eyecciones en altura desde
aeronaves de combate. No obstante esta función, puede utilizarse también, por accionamiento manual, ante
fallas del sistema de oxígeno normal de la aeronave o frente a agotamiento del oxígeno.
Este cilindro de oxígeno de emergencia se encuentra instalado en el arnés del paracaídas y proporciona
oxígeno 100% durante aproximadamente 10 minutos. Se activa por medio de una esfera verde ubicada en su
parte superior. Una vez activada no es posible detener la salida de oxígeno.
VIII.- REVISION PRE-VUELO DEL SISTEMA DE OXIGENO
Corresponde a un procedimiento recomendado para asegurar la integridad y funcionamiento de cada uno de los
componentes del sistema de oxígeno previo al vuelo. Evidentemente que se refiere al regulador tipo MD 1, no
obstante, puede ser aplicado a otros tipos de sistemas de oxígeno. Para facilitar este procedimiento se sigue
una regla nemotécnica, del inglés “PRICE”, a saber:
P: PRESION: La presión de oxígeno debe ser corroborada en el manómetro del sistema, asegurándose
que este en límites operativos por manual.
R: REGULADOR: Debe corroborarse los “settings” del regulador de oxígeno con la máscara colocada y
conectada a la manguera de suministro de oxígeno del avión, efectuando las siguientes maniobras
(regulador MD 1):
a) Palanca “ON/OFF” en “ON”
b) Palanca “NORMAL/100%” en lo que corresponda según lo planificado para la misión.
Habitualmente NORMAL para vuelo diurno y 100% para vuelo nocturno en condiciones
VFR.
c) Palanca “EMERGENCY-TEST” en “EMERGENCY” para confirmar el buen funcionamiento
de la capacidad de presión positiva del regulador, luego volver a la posición NORMAL.
I: INDICADOR: Debe verificarse la ausencia de filtraciones del sistema. Para esto se procede de la
siguiente forma:
a) Proceder a respirar en forma normal por un mínimo de tres ciclos. La ventanilla de flujo
debe oscilar de blanco a negro en forma alternada con los movimientos respiratorios.
b) Luego, contener la respiración. la ventanilla de flujo debe permanecer en negro (falta de
flujo), si aparece blanca significa una filtración o pérdida de gas en el sistema.
C: CONEXIÓN: Deben revisarse todas las conexiones, tanto de la máscara al regulador como del
regulador al sistema de almacenamiento de oxígeno. Además, revisar las conexiones de fonía.
E: EMERGENCIA: Debe revisarse la conexión del cilindro de oxígeno de emergencia (sin accionarlo), el
cual debe estar adecuadamente conectado y con una presión mínima de 1.800 psi. Además, repasar
los procedimientos ante una emergencia.
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DESCOMPRESION RAPIDA DE AERONAVES
C.D.E. (S) Raúl BERRIOS Silva
I. INTRODUCCION
El desarrollo de las cabinas presurizadas y de las cápsulas selladas ha resuelto la mayoría de los problemas
fisiológicos relacionados con la disminución de la presión barométrica de los vuelos en altitud, pero al mismo
tiempo han creado un nuevo factor de riesgo en aviación, como es el caso de pérdida de la presurización de la
cabina por una falla súbita de la estructura, produciendo lo que se conoce por Descompresión de Cabina. Tanto
en altitudes de vuelo normales de aviación comercial y militar como en vuelos orbitales espaciales, este
accidente puede llegar a ser catastrófico, por lo cual, es indispensable que las tripulaciones comprendan este
problema y sepan tomar las medidas de emergencia que correspondan.
Cuando se produce una abertura en una cabina presurizada causada por una falla estructural, acción enemiga
u otro factor, el aire saldrá de inmediato a través de la apertura causando que la presión de la cabina disminuya
rápidamente hasta igualarse con la presión atmosférica ambiental. A su vez, los ocupantes de la aeronave se
verán expuestos a los efectos de esta descompresión en mayor o menor grado, dependiendo del tamaño de la
apertura que afecta directamente la rapidez con que se logra la igualación de presiones y la magnitud final de la
variación de presión.
Por consenso internacional se han clasificado las descompresiones en tres categorías, dependiendo
exclusivamente del tiempo que transcurre hasta la igualación de presiones. De esta forma, se habla de
descompresiones lentas, que se demoran más de tres segundos en igualar presiones; rápidas, aquellas que se
demoran entre uno y tres segundos y finalmente las explosivas, que demoran menos de un segundo en igualar
presiones.
Por otra parte, se sabe que el aire que sale a través de la abertura de una cabina presurizada, por razones
termodinámicas no puede exceder la velocidad del sonido, independientemente del tamaño de la comunicación.
A su vez, una de las características físicas de una explosión, resultante por ejemplo de la detonación de una
bomba, es que la onda explosiva es supersónica. Consecuentemente, el uso de la terminología de
descompresión explosiva no queda muy claro. Lo que si se sabe es que en las descompresiones definidas
como explosivas, la salida del aire de la cabina hacia el exterior se hace con tal fuerza que por sí sola puede
producir mayor destrucción estructural, afectando seriamente la aeronavegabilidad de éste.
Si esta descompresión explosiva puede dañar estructuras de una aeronave, con mayor razón puede producir
daños irreparables al organismo humano, afectando seriamente la supervivencia de éste. Por tal motivo, a
continuación se efectuará un análisis de los factores Físicos y Fisiológicos que ocurren, enfocados
fundamentalmente a las descompresiones catalogadas como rápidas.
II. PRESURIZACION DE CABINAS
Vale señalar que existen diferentes patrones de presurización de cabinas que no es el caso discutir en el
presente capítulo, no obstante, vale destacar dos perfiles clásicos que distinguen fundamentalmente aeronaves
de transporte o civiles en contraposición con las aeronaves militares de combate.
Ambos perfiles persiguen obtener una diferencial de presión interna / externa que no sobrepase ciertos límites.
Esto con la finalidad de disminuir la posibilidad de descompresiones explosivas, en los rangos operativos de
dichas aeronaves. Como vemos en figura Nº 1, el perfil con CONTROL ISOBÁRICO de la izquierda, logra
mantener una presión o altura de cabina en forma constante, de aproximadamente 8.000 pies, manteniendo
una diferencial de presión que no sobrepase los 8,2 PSI en cualquier rango de vuelo operacional de la
aeronave. A la derecha, el CONTROL DIFERENCIAL empleado en aeronaves de combate, inicia la
presurización al igual que las aeronaves civiles pero, por sobre 25.000 pies de altura de vuelo, aumentan la
presurización en lo que se denomina “Combat Override”, logrando una diferencial no mayor a 5 PSI. Esto
último, dado el tamaño de las cabinas de combate y/o acción enemiga, logra disminuir la posibilidad de
descompresión explosiva.
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FIGURA Nº 1
 CONTROL ISOBARICO CONTROL DIFERENCIAL
III. FACTORES FISICOS
Como se enunció, las consecuencias y magnitud de una Descompresión Rápida dependen de la velocidad de la
descompresión y de la diferencia de presión del interior de la aeronave con la del exterior. Los factores físicos
básicos, que determinan la velocidad de descompresión, que a su vez influirán directamente en los efectos
fisiológicos son:
A. Volumen de la Cabina Presurizada: A mayor volumen de cabina, más lenta es la descompresión, si todos
los otros factores permanecen constantes.
B. Tamaño de la Abertura de la Cabina: A mayor tamaño de la abertura, mayor rapidez de la descompresión.
La relación entre el volumen de la cabina y la superficie o área de la abertura u orificio, es tal vez el principal
factor que condiciona la velocidad y tiempo de descompresión.
Es conveniente comprender la diferencia entre velocidad de descompresión y tiempo de descompresión, a
saber:
La velocidad en la cual se descomprime una cabina (mmHg/seg.) no es constante, distribuyéndose en una
curva tipo gausiana, comenzando desde 0, aumentando muy rápidamente y luego disminuyendo gradual-
mente hasta volver a 0, una vez completada la descompresión.
El tiempo de descompresión es el tiempo total desde el comienzo hasta el final del fenómeno de
descompresión. Para efectos prácticos, a mayor velocidad de descompresión, menor tiempo total de
descompresión.
C. Presión Diferencial: La diferencia entre la presión del interior de la cabina y la presión atmosférica (Pc -Pa)
afecta directamente la severidad o intensidad de una descompresión rápida, pero no al tiempo mismo de
descompresión; a mayor presión diferencial, mayor severidad de descompresión.
D. Cuociente o Razón de Presión: El tiempo de descompresión depende del cuociente entre la presión en el
interior de la cabina y la presión exterior ambiente (Pc/Pa). Mientras más grande este cuociente, mayor será
el tiempo de descompresión.
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E. Altitud de Vuelo: Las consecuencias fisiológicas que siguen a una descompresión rápida son influenciadas
directamente por la altitud de cabina final alcanzada por la aeronave, en especial en lo referido a Hipoxia
aguda.
IV. EFECTOS FISIOLOGICOS DE LA DESCOMPRESION RAPIDA
Los estudios experimentales en sujetos voluntarios han demostrado que una persona puede tolerar
descompresiones relativamente severas sin dificultad aparente, siempre que la vía aérea permanezca abierta
durante la descompresión. La descompresión desde 8.000 a 35.000 pies (7.5 libras/pulg. de presión diferencial)
en 0.9 segundos y de 10.200 a 35.000 pies (6.55 libras/pulg. de presión diferencial) en 0.75 segundos fueron
toleradas por sujetos entrenados sin mayores problemas.
Considerando los efectos fisiológicos de una descompresión rápida, deben diferenciarse dos problemas:
A. EFECTOS DURANTE LA DESCOMPRESION RAPIDA:
- Lesiones pulmonares por expansión del aire atrapado en la vía respiratoria.
- Succión hacia el espacio exterior.
B. EFECTOS DESPUES DE LA DESCOMPRESION RAPIDA:
- Hipoxia Aguda.
- Enfermedad por Descompresión.
- Exposición a frío extremo
A. Efectos durante la Descompresión Rápida
1. Lesiones Pulmonares
Debido al volumen de aire contenido normalmente en los pulmones, a la naturaleza misma del tejido pulmonar y
al intrincado sistema del árbol respiratorio para efectos de ventilación, los pulmones constituyen potencialmente
la región más vulnerable del organismo en una Descompresión Rápida.
La máxima razón de descompresión que puede ser tolerada está limitada a la capacidad de los pulmones para
compensar un cambio rápido en la presión ambiental. Cuando la descompresión rápida sobrepasa la capacidad
del pulmón para descomprimirse, se producirá una presión positiva en los pulmones que puede provocar
destrucción del parénquima pulmonar, produciendo un Neumotórax, Neumomediastino o Embolía Aérea, que
dependerá de los siguientes factores:
• La razón de descompresión de la cabina en relación a la razón simultánea de descompresión del pulmón.
• La variación total de presión de la cabina, durante la descompresión.
• El volumen inicial y final de aire en los pulmones.
• La capacidad de los pulmones y del tórax para expandirse durante la descompresión.
B. Efectos después de la Descompresión Rápida
1. Hipoxia Aguda
La disminución súbita de la presión de cabina se traduce en la correspondiente disminución de presión en los
pulmones a medida que los gases respiratorios expandidos escapan a través de la traquea, con la consiguiente
disminución de la Presión Parcial de Oxígeno en el alvéolo pulmonar. La descompresión rápida, a altitudes
sobre 30.000 pies respirando aire, de inmediato reduce la presión parcial de oxígeno en el alvéolo a cifras
menores de las que se encuentran en la sangre venosa, de tal manera que no sólo cesa la captación de
oxígeno por la sangre, sino que se produce una inversión en la gradiente de difusión de oxígeno. La pequeña
cantidad de oxígeno en la sangre venosa vuelve a los pulmones y la sangre arterial que deja el pulmón está
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virtualmente sin oxígeno. Como consecuencia, se produce una hipoxia fulminante en el cerebro y otros órganos
vitales.
2. ENFERMEDAD POR DESCOMPRESION
Los tejidos y líquidos del organismo contienen uno (1) a uno coma cinco (1,5) litros de Nitrógeno disuelto,
dependiendo de la presión de Nitrógeno en el aire ambiental. A medida que aumenta la altitud, la presión parcial
de Nitrógeno atmosférico disminuye, por lo que el Nitrógeno del organismo debe ser eliminado para mantener el
equilibrio.
Si el cambio de presión ambiente es rápido, se produce una sobresaturación de la capacidad de eliminación del
nitrógeno, por lo cual tiende a formar burbujas en los tejidos orgánicos y en la sangre, lo que se ha denominado
disbarismo del tipo Enfermedad por Descompresión. La frecuencia e intensidad de esta enfermedad por
descompresión depende de los siguientes factores
• ALTITUD: Bajo 30.000 pies, la incidencia de enfermedad por descompresión es baja pero, por sobre esta
altitud, el fenómeno se presenta habitualmente dependiendo fundamentalmente del tiempo que
permanezca a esa altura.
• ACTIVIDAD FISICA: El ejercicio físico baja el umbral de altitud para la aparición de enfermedad por
descompresión, habiéndose reportado casos que han presentado este fenómeno incluso a 18.000 pies
de altitud.
• EDAD: La frecuencia de aparición de esta enfermedad aumenta con la edad.
• SEXO: El sexo femenino tendría mayor incidencia de enfermedad por descompresión, aparentemente
por su mayor contenido de tejido graso.
• SUSCEPTIBILIDAD INDIVIDUAL: Ha sido descrita en algunos sujetos con mayor o menor tolerancia a
este fenómeno, siendo imposible pronosticarlo en forma preventiva.
Los síntomas más frecuentes de la Enfermedad por Descompresión son los siguientes:
• Dolor a nivel de articulaciones (Bends) de carácter variable y que puede ser muy intenso, hasta causar
dificultad funcional. Las articulaciones más afectadas son los codos y hombros.
• Picazón o prurito de piel con hinchazón y cambios de coloración moteada de ésta. (manifestación
dérmica).
• Tos o sensación de dificultad respiratoria (Chokes) provocados probablemente por bloqueo de la cir-